燕麥β-葡聚糖在食品加工中的應用研究進展

◎曾洲華，蘇愛華，呂振岳

（1.廣州博濤生物技術有限公司/廣州中康食品有限公司，廣東 廣州 510635 2.廣州中康食品有限公司，廣東 廣州 510500 3.華南理工大學，食品科學與工程學院，廣東 廣州 510641）

燕麥是一種起源于中國的古老栽培作物，也是我國內蒙、河北、甘肅、山西等華北高寒地帶人民的主要糧食作物[1]。燕麥的營養價值高，不飽和脂肪酸占4.71%、蛋白質占16.89%、膳食纖維占10.60%；其中燕麥β-葡聚糖是膳食纖維的主要功效成分，經酶解、提取、沉淀、醇析、干燥、殺菌等工藝制成，我國在2014年就將燕麥β-葡聚糖列入新食品原料[2]。據恒州誠思YH最新研究報告顯示（圖1），在2021-2027年間，全球燕麥β-葡聚糖市場預計將以7.22%的年復合增長率保持增長，2027年底市值將達到收入達到8千萬美元，中國市場規模預計2021-2027年間復合增長率為8.1%，2027年市值就能達到2.2千萬美元，這說明未來燕麥β-葡聚糖的應用會越來越廣泛，食品行業將成為燕麥β-葡聚糖的主要應用領域，為食品行業的發展提供動力[3]。本文就燕麥β-葡聚糖的作用功效及其在食品加工生產中的應用進行全面論述，旨在為進一步開發和應用燕麥β-葡聚糖提供理論支持。

圖1 全球燕麥β-葡聚糖的市場收入及收入增長率趨勢圖（2016-2027年）

1 燕麥β-葡聚糖的作用功效

1.1 降血脂、預防心血管疾病

近日，Shivakoti Rupak[4]等人在《美國醫學會雜志:網絡開放》發表的文章提出，65歲以上的老年人每天食用5克谷物纖維（燕麥β-葡聚糖）能夠有效降低心血管疾病風險。燕麥β-葡聚糖是來源于燕麥的膳食纖維，美國食品藥品監督管理局（FDA）、歐洲食品安全局（EFSA）報告指出，每天攝入至少3 g的燕麥β-葡聚糖可降低血液膽固醇水平，從而降低冠心病風險；國際血脂異常管理指南建議每日攝入5~15 g（歐洲指南）或10~25 g（美國指南）來自燕麥的β-葡聚糖可以減少血液中膽固醇含量。裴素萍[5]研究發現大鼠灌胃燕麥β-葡聚糖后，其血液中總膽固醇含量顯著降低，證實燕麥β-葡聚糖具有降血脂功效。

1.2 降血糖、控制體重

燕麥β-葡聚糖來源于燕麥，膳食纖維豐富，屬于低GI食品原料，既可提高餐后飽腹感[6]，也可減少腹部脂肪，起到降低體重、體重指數、體脂和腰臀比的作用，主要是由于燕麥β-葡聚糖可以在消化道內壁形成粘液，阻止小腸中的內容物和消化酶接觸，從而達到延長消化吸收時間的效果[7]。Tappy[8]等對糖尿病患者進行每天食用5 g燕麥β-葡聚糖的實驗結果表明，患者血糖水平可降低約50%。汪海波等[9]在研究糖尿病大鼠的血糖及糖代謝時也證實了燕麥β-葡聚糖能提高糖類在機體消化吸收利用過程中的轉運速度和效率，同時也能顯著降低肝糖原的分解，從而達到降低血糖的作用。ABBASI等[10]認為燕麥 β-葡聚糖可通過延緩腸道對碳水化合物的吸收，維護體內胰島素穩定分泌來管理血糖。

1.3 提高胃部免疫力

Gudej Sylwia等[11]于2021年發表在《Nutrients》上的隨機臨床研究證明了燕麥β-葡聚糖在慢性胃炎中的有益作用。研究指出，在30 d的飲食中每天補充3克燕麥β-葡聚糖，可減少黏膜損傷，且不會加重臨床胃部疾病癥狀，可能的作用機制是燕麥β-葡聚糖吸水后可形成粘彈性物質保護胃部。

1.4 促進腸道健康

LAZARIDOU等[12]研究發現燕麥β-葡聚糖作為水溶性膳食纖維，可以促進益生菌繁殖，幫助調節腸道菌群，促進人體腸道消化。李正華[13]實驗研究表明燕麥β-葡聚糖可以被厭氧菌分解代謝，產生短鏈脂肪酸（SCFA）和丁酸，增強腸道內的酸性環境達到殺菌抑菌的作用。MA等[14]同時認為燕麥β-葡聚糖具有強吸水作用和粘滯性，可以促進腸道移動食糜，減少了許多致病物質對腸道的不利影響，從而減輕便秘和降低結腸癌的風險。

1.5 提高機體免疫力及抗癌

燕麥β-葡聚糖可以作為一些免疫細胞的免疫調節配體，來提高食用者的免疫力[15]。ESTRADA[16]和Yun等[17]的研究均表明，燕麥β-葡聚糖具有免疫調節作用，燕麥β-葡聚糖既能促進小鼠淋巴細胞增殖，明顯提高小鼠對細菌、病毒入侵的抵抗能力，也能刺激小鼠腹膜巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子和白介素-1等細胞免疫因子，增加小鼠血清免疫球蛋白的數量。寧鴻珍[18]和Christof[19]等研究通過體外實驗證明燕麥β-葡聚糖可以通過激活巨噬細胞來增加免疫球蛋白以及自然殺傷細胞等的量來刺激免疫功能，從而提高機體對感染以及寄生蟲病的抵抗力。Murphy[20]在大鼠上做了體內實驗和CHOROMANSKA[21]通過體外實驗，均證明燕麥β-葡聚糖能抑制腫瘤細胞的轉移和擴散，具有良好的抗腫瘤功能，同時對正常細胞沒有副作用。

2 燕麥β-葡聚糖在食品加工中的應用

2.1 在功能性食品中的應用

燕麥β-葡聚糖具有降血糖、降血脂、調節胃腸道健康和提高機體免疫力等功效，可通過添加燕麥β-葡聚糖開發具有功能性的食品。日本研發了一種富含燕麥β-葡聚糖，可溶性膳食纖維含量大于5%的EX健康食品，且其低脂肪但口感風味良好并具有一定降低人體膽固醇水平、減少慢性病危險性的功效[22]。中國臺灣最新研發出的含3.1 g/份燕麥β-葡聚糖的燕麥麩皮粉和燕麥β-葡聚糖含量高達3.8%的葡聚糖燕麥奶產品，在產品開發上結合豌豆纖維，異麥芽寡糖，使產品富含植物蛋白、維生素、礦物質等，為腸道健康提供全面營養且具有高纖、低GI、生酮飲食等優點，幫助維持腸道健康。ABBASI等[10]通過實驗表明燕麥β-葡聚糖能夠調節腸道內葡萄糖轉運為蛋白的活性，來降低人們餐后的血糖水平；故燕麥β-葡聚糖可作為一種降低餐后血糖的膳食補充劑，用于可降低糖尿病患者血糖水平的功能性食品中。

2.2 在乳制品及飲料食品中的應用

燕麥β-葡聚糖具有較好的乳化作用、增稠、增黏性，在酸性條件下各性質穩定，不僅可以改善產品的感官特性，同時還可作為包括乳酸菌、雙歧桿菌等在內的益生菌發酵的底物。因此可應用于酸奶、冰淇淋等乳制品和飲料中。梁瑩等[23]將燕麥β-葡聚糖添加到酸奶中進行試驗發現，添加了燕麥β-葡聚糖的酸奶質地光滑、口感細膩和奶香濃郁，具有良好的感官特性。董吉林等[24]通過將不同比例的燕麥β-葡聚糖與瓜爾膠和CMC等混合制作成復合穩定劑添加到冰激凌中，發現加入0.20%的燕麥β-葡聚糖不僅能明顯提高冰淇淋的膨脹率和黏度，而且可以增加其抗融性。賈建波[25]利用燕麥β-葡聚糖可作為益生菌的發酵底物如雙歧桿菌和鼠李糖乳桿菌等，成功研發出一種以燕麥和脫脂奶粉為主料，富含活性成分的、具有降血糖和減肥功效的燕麥生物乳，產品中燕麥β-葡聚糖含量高達180 mg/L，活菌數約為1 011個/mL。

同時燕麥β-葡聚糖可以作為具有降膽固醇、降血糖、通便潤腸等功效的可溶性膳食纖維成分，搭配0糖低卡甜味劑，膳食纖維等開發酸奶、豆奶、以及中老年人奶粉等無糖食品。

2.3 在焙烤食品中的應用

在焙烤食品加工過程中添加燕麥β-葡聚糖不僅可以豐富了產品的營養成分，而且可以提高面團的耐揉性、持水性，同時也能延長了產品的保質期。翟愛華等[26]在研制燕麥營養面包時發現，當燕麥粉添加量為15%、乳化劑和氧化劑添加量分別為1.0%和0.3%時，所加工生產出的燕麥營養面包中膳食纖維含量為普通面包的9.64倍，大大提高了面包中的營養成分含量。杜亞軍等[27]為了解決蛋糕中缺乏膳食纖維的問題，在蛋糕加工時加入燕麥膳食纖維， 結果發現當燕麥膳食纖維添加量為6%時，蛋糕在色、香、味方面都有了進一步提高，同時, 由于燕麥β-葡聚糖具有一定的持水性，因此對在存儲過程中的蛋糕具有一定保水作用, 延長了貨架期，此時烤制出蛋糕無論是在感官評價上還是其他理化指標都最理想。

2.4 在肉制品中的應用

燕麥β-葡聚糖具有較好的持水性和持油性，能夠添加在肉制品中以改善感官風味。董吉林等[28]以肥瘦肉、燕麥β-葡聚糖、淀粉和卡拉膠制成肉糜，發現添加了燕麥β-葡聚糖的肉糜的持水性和持油性均比未加燕麥β-葡聚糖的對照組高，肉糜的感官性質也得到很大改善，風味極佳，鮮嫩多汁，富有彈性。LIU等[29]通過對比實驗發現添加了燕麥β-葡聚糖的肉丸比空白肉丸的表面更加光滑，而且添加了燕麥β-葡聚糖的肉丸產品在紋理分析和感官評價上都表現出最高的總體可接受性。

2.5 在壓片糖果中的應用

以燕麥β-葡聚糖，果粉，山梨糖醇制成的壓片糖果（清口含片、起泡/微泡含片、磨砂刮舌清口片等），燕麥β-葡聚糖的存在既能增加胃內容物的粘滯性，使得胃排空延遲，從而防止食后血糖急劇上升，又具有很好的通便潤腸和降低對人體有害的低密度膽固醇的效果；以燕麥β-葡聚糖為主要原料，麥芽糖醇、山梨糖醇和低聚異麥芽糖等為輔料，經調配、混合、造粒、干燥、壓片等工序加工后, 可制成低熱量, 具有調節血脂、血糖, 改善腸道環境和潤腸通便等保健功能的燕麥膳食纖維咀嚼片[30]。

2.6 在固體飲料中的應用

含燕麥β-葡聚糖的固體飲料，富含膳食纖維，且屬于低熱量食品，食用后不易被消化，產品所富含的燕麥β-葡聚糖具有強力的吸水膨脹性，食用后可在胃中產生持久的飽腹感和滿足感，降低食欲[31]；能夠促進分泌一種酪酪肽（Peptide，PYY2-36）的胃腸激素，該激素能與下丘腦Y2受體相結合，而該受體能通過抑制食欲刺激因子神經肽（YY )的釋放來降低食欲[32]。減肥的同時可以控制血糖和血脂、減少便秘等、從而達到減肥的效果。

2.7 在口服液中的應用

以燕麥β-葡聚糖，抗性糊精，低聚果糖制成的口服液，可利用燕麥β葡聚糖的吸水膨脹性和成膜性，在腸道內分布更均勻，進而提高其降血脂和降血糖作用，且可顯著改善產品的口味和接受度，具有降血脂和血清膽固醇以及提高高密度脂蛋白的效果，控制由胰島素引起的糖尿病，對預防和治療動脈粥樣硬化和心腦血管疾病具有重要意義。

3 展望

燕麥β-葡聚糖作為純天然的新食品功能性原料，對機體健康具有多種功效，可以廣泛應用在功能性食品，乳制品及飲料，谷物代餐等多種食品加工中，不僅能提高產品膳食纖維含量，而且有助于提高產品口感和改善質構，同時還可以降低食品中脂肪和糖含量，從而實現低糖/無糖/減糖的創新聲稱，并滿足清潔標簽的需求；燕麥β-葡聚糖的使用優勢和應用價值凸顯，相信燕麥β-葡聚糖的應用越來越普遍。